1、1958年Mewillan和Harley等分別研制成功氫火焰離子化檢側器（FID ）,它是典型的破壞性、質量型檢測器，是以氫氣和空氣燃燒生成的火焰為能源，當有機化合物進入以氫氣和氧氣燃燒的火焰，在高溫下產生化學電離，電離產生比基流高幾個數量級的離子，在高壓電場的定向作用下，形成離子流，微弱的離子流（10-1210-8A）經過高阻（1061011 Q）放大，成為與進入火焰的有機化合物量成正比的電信號，因此可以根據信號的大小對有機物進行定量分析。氫火焰檢測器由于結構簡單、性能優異、穩定可靠、操作方便，所以經過40多年的發展，今天的FID結構仍無實質性的變化。其主要特點是對幾乎所有揮發性的有機化合物

2、均有響應，對所有徑類化合物（碳數3）的相對響應值幾乎相等，對含雜原子的烴類有機物中的同系物（碳數3 ）的相對響應值也幾乎相等。這給化合物的定量帶來很大的方便，而且具有靈敏度高（10-13- 1O-10g/s）,基流小（10-1410-13a ），線性圍寬（106107），死體積小（W 1此），響應快（1ms），可以和毛 細管柱直接聯用，對氣體流速、壓力和很度變化不敏感等優點，所以成為應用最廣泛的氣相色譜檢測器。其主要缺點是需要三種氣源及其流速控制系統，尤其是對防爆有嚴格的要求。氫火焰離子化檢測器的結構*氫火焰離子化檢測器（FID ）由電離室和放大電路組成，分別如圖2-9（a）, （b）所示。F

3、ID的電離室由金屬圓筒作外罩，底座中心有噴嘴；噴嘴附近有環狀金屬圈（極化極，又稱發射極），上端有一個金屬圓簡（收集極）。兩者間加90300V的直流電壓，形成電離電場 加速電離的離子。收集極捕集的離子硫經放大器的高組產生信號、放大后物送至數據采集系氮火焰離子化檢測器晌應機理 FID的工作原理是以氫氣在空氣中燃燒為能源，載氣（N2）攜帶被分析組分和可燃氣（H2）從噴嘴進入檢側器，助然氣 （空氣）從四周導人，被側組分在火焰中被解離成正負離離子，在 極化電壓形成的電場中，正負離子向各自相反的電極移動，形成的離子流被收集極收、 輸出，經阻抗轉化，放大器（放大1071010倍）便獲得可測量的電信號，FID

4、離子化的機理近年才明朗化，但對烴類和非烴類其機理是不同的。對烴類化合物而言：在火焰燃燒的碳氮化合物中的每一個碳原子均定里轉化成最基本 的、共同的響應單位甲烷，再經過下面的反應過程與空氣中氧反應生成CHO+正離子和電子。CH + O t CHO+ e所以，FID對烴是登碳響應，這是最主要的反應，成為電荷傳送的主要介質。在電場作用下，正離子和電子 e分別向收集極和發射極移動，形成離子流，但在碳原子中產生CH的概率僅有1/106，因此提高離子化效率是提高FID靈敏度最有效的途徑，目前仍然有不少關于這方面的研究和報道。對非烴類化合物，其響應機理比較復雜，隨所含官能團的不同而異，基本規律是不與雜原子相連

5、的碳原子均轉化成甲烷。雜原子及其相連的碳原子（C雜）的轉化產物見表2-8。表2-8非烴類有機物在 FID火焰中的轉化產物化合物碳原子轉化產物C雜及雜原子的轉化產物醇、醛、酮、酯CH4CH4 或 CO胺CH4CH4或 HCN鹵化物CH4CH4 或 HX由于雜原子可能進一步與C轉生成氫火焰檢測器不響應的CO、HCN ,因此按相對質量響應值計，這些化合物的 RRF值都很低，不符合等碳響應規律。FID的靈敏度和穩定性主要取決于，如何提高有機物在火焰中離子化的效率，如何提高收集極對離子收集的效率。離子化的效率取決于火焰的溫度、形狀、噴嘴的材料、孔徑；載氣、氫氣、空氣的流量比等。離子收集的效率則與收集極的

6、形狀、極化電壓、電極性、發 射極與收集極之間距離等參數有關。一個好的檢測器的結構設計是綜合考慮以上各種因素， 所以使用者在拆裝清洗時必須按說明書要求，尤其是安裝尺寸方面，嚴禁收集極、極化極、 噴嘴與外殼短路，要求其絕緣電阻值大于1014Q。另外，要求極化極必須在噴嘴出口平面中心，不適宜在火焰上，否則會造成嗓聲增加；也不宜過低，極化極低于噴嘴，離子收集的 效率會降低，檢測器的靈敏度相應也降低。噴嘴通常采用徑0.40.6mm的金屬或石英制成， 但靈敏度高的儀器在噴嘴的選擇上也有嚴格的要求。例如美國Agile nt公司對FID的噴嘴就有六種型號供不同情況選用。美國Varian公司近年對FID進行改進

7、、采用加金屬帽的瓷噴嘴代替標準的金屬噴嘴。除了能有效消除高溫時金屬對化合物的吸附造成色譜峰拖尾改善分 辨率外，還能降低嗓聲，提高儀器靈敏度。這項改進已獲美國專利（USP.4999162）。|氫火焰離子化檢測器的操作條件 火焰溫度，離子化程度和收集效率都與載氣、氫氣、空氣的流量和相對比值有關。其影響如下所述。氫氣流速的影響氫氣作為燃燒氣與氮氣（載氣）預混合后進入噴嘴當氮氣流速固定時，隨著氫氣流速的蹭加，輸出信號也隨之增加，并達到一個最大值后迅速下降。如圖2-10所示。由圖可見：通常氫氣的最佳流速為 4060mL/min。有時是氫氣作為載氣，氮氣作為補充氣，其效果是一 樣的。rilD昌 | .-一

8、,20 408piQoHak/fmlrtninj E02-13空氣流速對IHD晌應值的越晌檢測器勝度的影響增加FID的溫度會同時增大響應和噪聲；相對其他檢測器而言，FID的溫度不是主要的影響因素，一般將檢測器的溫度設定比柱溫稍高一些，以保證樣品在FID不冷凝；此外FID溫度不可低于100 C,以免水蒸氣在離子室冷凝，導致離子室電絕緣下降，引起噪聲驟增；H2,后停FID檢測器的加熱電流），這所以FID停機時必須在100C以上滅火（通常是先停 是FID檢測器使用時必須嚴格遵守的操作。氣體純度從FID檢測器本身性能來講，在常量分析時，要求氫氣、氮氣、空氣的純度為99.9%以上即可，但是在痕量分析時，則要求純度高于99.999%，尤其空氣的總烴要低于 0.1 L/L , 否則會造成FID的噪聲和基線漂移，影響定量分析。氫火焰離子化檢測器選擇性的改進FID對烴類化合物有很高的靈敏度和選擇性，一直作為烴類化合物的專用檢測器。近年來在FID的基礎上發展了幾種新型的氫火焰離子化檢測器，具有新的選擇性；富氫FID （用于選擇性檢測無機氣體和鹵代烴）；氫保護氣氛火焰離子化檢測器（簡稱 HAFID，用于選擇 性檢測有機金屬化合物、硅化合物） ；氧專一性火焰離子化檢測器（簡稱OFID，用于選擇性檢測含氧化合物）。相對響應值幾乎所有揮發性的有機物在FID都有響應，尤其同類化合物的相對喻應值都很接近